RESUMEN DE LA CLASE TEÓRICA “LATENCIA VIRAL”

RESUMEN DE LA CLASE TEÓRICA “LATENCIA VIRAL”
Prof. Dr. Norberto Sanjuan (3-7-08)
Las infecciones virales pueden ser clasificadas en agudas, crónicas y latentes
(dejando de lado aquellas que inducen transformación celular). En las agudas hay
replicación viral y una respuesta inmune celular y humoral que, de acuerdo a la rapidez
y eficiencia con que se desarrolle, podrá revertir la infección o no. En las infecciones
crónicas hay replicación viral a bajos títulos y una respuesta inmune existente pero
incapaz de terminar de erradicar la infección. Por último, en las latentes, que es el tema
que nos compete hoy, NO HAY replicación viral (el genoma viral se encuentra
circularizado y en forma episomal pero no se sintetizan proteínas aunque sí algunos
transcriptos) y SÍ existe una respuesta inmune eficiente, tanto mediada por linfocitos T
CD8+ como por anticuerpos neutralizantes. Justamente por eso, la “latencia” es un
mecanismo de evasión empleado por el virus.
Los únicos virus que provocan infecciones latentes pertenecen a la familia
Herpesviridae. Un virus es clasificado dentro de esta familia por su ultraestructura y por
su cualidad de provocar infecciones latentes. Los miembros de esta familia son los virus
Herpes simplex (del tipo 1 y del tipo 2), el virus Varicela-Zóster, el Citomegalovirus, el
Epstein-Barr, el Herpes Humano 6 (HHV-6) A y B, el Herpes Humano 7 (HHV-7) y el
Herpes Humano 8 (HHV-8). Todos ellos tienen una ultraestructura similar compuesta
por una envoltura que contiene espículas, por dentro de ella una zona amorfa
denominada “tegumento” y finalmente una nucleocápside icosaédrica con DNA de
doble cadena. Esta familia de virus es la única que tiene un “tegumento” que es una
zona amorfa fbrilar compuesta por varios péptidos. Los genomas de los distintos tipos
de Herpes también tienen 2 características en común: físicamente están compuestos por
un fragmento “Único Largo” y un fragmento “Único Corto” flanqueados, cada uno de
ellos, por secuencias palindrómicas (es decir, repetitivas pero inversas) que hacen que
durante la latencia el DNA viral pueda circularizarse y permanecer en forma episomal.
La segunda característica compartida es que hay 3 tipos de genes en cualquiera de los
virus Herpes: inmediatamente tempranos (del idioma inglés “IE”), tempranos (“E”) y
tardíos (“L”) o, como también se los denomina, “alfa”, “beta” y “gamma”,
respectivamente. Los Alfa son críticos porque, una vez transcriptos inducen la
transcripción de los Beta y de los Gamma, activando así al genoma viral completo en
forma irreversible. Los Beta se transcriben antes de la duplicación del DNA viral y los
Gamma codifican péptidos estructurales virales. La expresión de estos 3 grupos de
genes se da “en cascada”, es decir, los Alfa activan a los Beta y luego a los Gamma,
mientras que estos últimos regulan negativamente a los Alfa.
Ahora desarrollaremos las características más importantes de cada uno de estos
virus, tomando como paradigma al mejor conocido de los mismos, el Herpes simplex.
VIRUS HERPES SIMPLEX
Tienen las características de la familia ya mencionadas arriba. Las glicoproteínas
más importantes presentes en la envoltura son gB, gC y gD porque interactúan con un
receptor celular (una variante del heparán sulfato) y con 3 co-receptores. También
importa la gG, ya que es distinta la del tipo 1 con la pertenciente al Herpes simplex del
tipo 2, permitiendo de esta forma titular anticuerpos específicos para uno u otro de estos
dos virus, por ELISA. En este virus, de las varias proteínas del tegumento, la importante
es VP-16 ya que ella regula el inicio del ciclo de replicación viral. Cuando el virus
reconoce al receptor celular a través de sus glicoproteínas de envoltura, esta se fusiona
con la membrana plasmática y, lo que penetra al citoplasma es la nucleocápside por un
lado y las proteínas del tegumento por otro. Ambos componentes migran al núcleo
celular en forma independiente, es decir las nucleocápsides quedan en el borde de la
envoltura nuclear y sólo entra al núcleo el DNA viral, mientras que los péptidos del
tegumento migran solos y de manera independiente a las cápsides. La proteína VP-16
(del tegumento) interactúa con una proteína celular denominada “HC” y con otra
denominada “Oct-1”. Este trímero migra al núcleo celular donde, a través de VP-16
interactúa con los genes IE alfa 0 y alfa 4, disparando la replicación del DNA viral y su
expresión en mensajeros y en proteínas que luego ensamblarán y formarán nuevas
nucleocápsides. Estas adquirirán la envoltura, primero de la membrana nuclear de la
célula, y luego de la membrana plasmática, es decir, va cambiando la composición de la
envoltura a medida que el virus madura. Finalmente los viriones abandonan las células
por brotación, provocando un marcado efecto citopático (redondeamiento celular,
formación de sincicios, formación de núcleos en “vidrio esmerilado”, etc.
La patogenia, tanto del herpes labial como del genital es que la primoinfección
viral ocurre por microtraumas presentes en las semimucosas y por contacto directo de
persona a persona. El virus replica inicialmente, por ejemplo, en el labio (aunque no
necesariamente con vesículas macroscópicamente visibles sino microscópicas) y luego
entra por un terminal axónico y migra como nucleocápsides hacia el núcleo de la
neurona a la que pertenece ese axón que, en el caso de un herpes labial, está ubicada en
el ganglio de Gasser, y en el caso de uno genital, en algún ganglio de la raíz posterior de
los nervios raquídeos. Al llegar allí sólo está presente el DNA viral, circularizado y NO
integrado al genoma celular, es decir, en forma episomal. En ese momento comienza la
infección latente.
Durante la latencia los únicos transcriptos detectables son 3 moléculas de RNA de bajo peso molecular y que no tienen polaridad de mensajeros-, denominados LATs
(“Latency-Associated-Transcripts”). Los LATs también se sintetizan durante el ciclo
lítico pero, en cambio, son la única expresión del genoma viral durante la latencia; de
allí su nombre. Los LATs son codificados por la cadena de DNA viral complementaria
a alfa 0 y a alfa 4, lo que tendría implicancias en el fenómeno de latencia, según algunos
autores. Los LATs también intervienen inhibiendo la apoptosis neuronal, determinando
en parte el tropismo de los virus Herpes simplex 1 y 2 (por ejemplo las quimeras entre
ambos virus, si son hechas con los LATs hacen que el virus del tipo 2 se comporte
como el del tipo 1 y viceversa) y muy recientemente se identificó en su secuencia un
“Micro RNA” como se verá más adelante. Otros genes de importancia son el TK (por
“Timidina Kinasa”) que favorece la neurovirulencia y es sobre el que actúa la droga
antiviral “aciclovir”, y el GRE (“elemento de respuesta a los glucocorticoides”). Este
último importa porque está ubicado muy cerca de uno de los orígenes de replicación del
genoma viral. Si una molécula del receptor de glococorticoides llega al núcleo celular
acoplada a su ligando e interactúa con el “GRE”, entonces, de alguna forma esta
secuencia de DNA viral le “ordena” al genoma viral “replicar” y se produce un aumento
en el número de viriones. Esta sería la explicación molecular de por qué NO se deben
administrar glucocorticoiodes en pacientes infectados con Herpes simplex.
¿Cómo se explica la “latencia” a nivel molecular?: 1. Inicialmente se planteó
que, dado que los LATs están codificados en la cadena anti-complementaria de alfa 0 y
alfa 4, su síntesis actuaría como anti-mensajeros de esos genes esenciales para comenzar
la replicación del DNA viral. Esa explicación cayó en desuso hasta que el año pasado se
encontró que dentro de la secuencia de los LATs hay un “Micro RNA”. Los “Micro
RNAs” son secuencias de 20-23 pares de bases con polaridad anti-mensajero. Son
frecuentes en las células eucarióticas y, como los virus evolucionaron a partir de esas
células, también se los ha encontrado en TODOS los Herpes. Es decir, la teoría de la
“anti-complementariedad” vuelve a tener vigencia.
2. Hay proteínas celulares (sobre todo en las neuronas) que inhiben al complejo
VP16-HC-Oct-1 para pasar al núcleo e inducir la transcripción de los genes IE alfa 0 y
alfa 4, haciendo que, entonces, el DNA viral no se pueda transcribir. Una de esas
proteínas fue encontrada en 2005 en cultivos de neuronas humanas y se la denominó
“Zanghfei” (el autor de estas líneas ruega que no le pregunten el por qué de ese
nombre).
3. La existencia de “Micro RNAs” anti-mensajeros que inhiben la traducción de
proteínas virales esenciales para la replicación del genoma viral.
4. Fenómenos “epigenéticos”. Se entiende por “Epigenética” al estudio de la
regulación de la expresión génica más allá de los controles transcripcionales,
traduccionales o post-traduccionales (glicosilación, fosforilación, etc). Se trata de una
idea basada en el estado del viejo concepto de “cromatina”. Brevemente, esa
“cromatina” (formada por DNA asociado a Histonas) puede estar “activa”, cuando está
“relajada” porque sus Histonas han sido acetiladas, o “inactiva”, cuando sus Histonas no
están acetiladas y, en consecuencia, adquiere una estructura conformacional
“condensada” y no permite la expresión de los genes contenidos en ella.
Hoy existe una marcada expansión de ideas acerca de la “latencia” viral, como
no ha ocurrido en los últimos 20 años, pero todavía sin un criterio único.
De cualquier manera, LO QUE TODAVÍA SE DESCONOCE ES LA BASE
MOLECULAR DEL FENÓMENO DE REACTIVACIÓN VIRAL. Es decir, los
médicos sabemos que si un paciente está infectado por el virus Herpes simplex-1, por
ejemplo, a nivel labial, y ese paciente se somete a la radiación ultravioleta (toma sol),
padece una extracción dentaria lo que lleva a una neurectomía (o sea que se le amputa el
filete nervioso inervante del sector), o recibe frío o calor local, o está influenciada por
cambios hormonales (ciclo menstrual) o está sometido/a a “stress” psicológico, el virus
Herpes simplex se reactiva y provoca una infección productiva en el mismo sitio por
donde entró (labial, cutáneo, oftálmico, genital, etc). Estas son observaciones clínicas
viejísimas. Lo que no sabemos es de qué manera un estímulo inespecífico provoca un
mensaje molecular que haga que los genes Alfa, en estado latente, comiencen a
transcribir e induzcan a la expresión de los genes Beta y Gamma, produciendo
subunidades virales que luego migrarán por vía intra-axonal hasta el epitelio, donde se
producirán partículas virales infectivas. A esto lo denominamos “reactivación” o, mejor
aún “RECURRENCIA”, que puede darse en forma periódica o no ocurrir nunca,
aunque el paciente esté infectado. Esporádicamente el virus puede recurrir hacia los
lóbulos temporales, a través de los nervios tentoriales y provocar una encefalitis
herpética, que es la encefalitis esporádica más común entre los adultos
inmunocompetentes. En este caso, la infección en la sustancia gris de los lóbulos
temporales es productiva, no latente, y este episodio puede ser mortal o dejar al paciente
conserias secuelas neurológicas.
VIRUS VARICELA-ZOSTER
1. CARACTERÍSTICAS GENERALES: Las de la familia Herpesviridae. Hay un
solo serotipo del virus. No es fácilmente cultivable. Dejan inmunidad de por
vida.
2. INFECCIÓN PRODUCTIVA: Ingreso por vía inhalatoria a través de las gotas
de Pflügge. Posterior replicación en la faringe. Luego, una primera viremia corta
cuando alcanza a los órganos del sistema retículo-endotelial. Más tarde una
segunda viremia donde alcanza a la piel y replica en la epidermis formando
vesículas que están repletas de virus (esto puede ocurrir en dos “oleadas” cuyas
características se verán en los módulos de “Microbiología Médica”).
3. LATENCIA: Ocurre tanto en las neuronas de los ganglios raquídeos como en las
células satelitales (esto último está en discusión). Durante la latencia se expresan
varios “ORFs”, es decir “marcos abiertos de lectura ú “Open Reading Frames”,
es decir que en este caso es posible que se sinteticen proteínas.
4. REACTIVACIÓN: Ocurre como consecuencia (ahora sí) de episodios de
inmunodepresión transitoria o debidos a leucemias, linfomas, etc. El virus migra
por los axones de los nervios raquídeos y provoca lesiones productivas en las
metámeras que estos inervan provocando el cuadro clínico de “Zóster”, al que
comúnmente se le llama “culebrilla” que, de hecho, está liberando al virus de la
varicela.
5. Los demás contenidos están en el “Power point” preparado para la clase y
depositado en la página Web del Departamento.
CITOMEGALOVIRUS Y VIRUS EPSTEIN-BARR
Toda la información esencial para entender estos temas está expresada en las
filminas de la clase.
HERPESVIRUS HUMANOS 6 Y 7 (HHV-6 y HHV-7)
Ambos son muy “ubicuos”, es decir, están ampliamente diseminados en la población
general, causando latencia en linfocitos T periféricos. El HHV-6 es el agente causal del
“exantema súbito” enfermedad muy común en niños pequeños que será tratada en los
módulos IV y V) aunque también fue asociado a linfomas, a transmisión materno-fetal,
a integración de su genoma con el genoma de los telómeros celulares y al “síndrome de
fatiga crónica”, así como a algunos linfomas. Nada de todo esto (con excepción de la
“sexta enfermedad” o “exantema súbito” parece tener consistencia.
El HHV-7 estaría relacionado con la etiología de la “Pitiriasis Rosada de Gibert”,
enfermedad exantemática que produce un eritema con picazón (prurito) y descamación
y que dura más o menos un mes o hasta 40 días. No se ha establecido todavía una
relación etiológica. Hace latencia también en linfocitos T periféricos.
HERPESVIRUS HUMANO 8 (HHV-8)
Es un virus que se descubrió aplicando una ingeniosa técnica de PCR sobre tejidos de
sarcomas de Kaposi, con cuya etiología está asociado. Las características básicas de este
virus son aquellas de la familia Herpesviridae. Aparte, tuvo evolutivamente la capacidad
de hacer lo que se definió irónicamente como “piratería genética”, es decir, incorporó en
su genoma un gen casi idéntico al que regula la expresión de Ciclina D en la célula
eucariótica, otro relacionado con la inhibición de la apoptosis celular y un tercero (por
poner solamente un ejemplo) que codifica para IL-6. Este virus se transmite por vía
sexual en conjunto, probablemente, con el HIV y no por vía percutánea, de allí su
epidemiología particular. Y de manera sinérgica con el HIV está asociado a la inducción
del sarcoma de Kaposi que, antes de la era del SIDA constituía una neoplasia muy
infrecuente, pero que luego del descubrimiento del HIV forma parte de uno de sus
componentes clínicos.
ACLARACIONES REITERADAS:
1. TODOS los contenidos expresados aquí son evaluables en las preguntas de los
exámenes parciales o finales, porque fueron dados en clases teóricas y porque están
impresos y expuestos en la página Web del Departamento a través, por ejemplo, de este
escrito, como se informó en su momento.
2. Estos contenidos SON COMPLEMENTARIOS a las imágenes e informaciones
presentadas en los “Power points” de las clases respectivas, que han sido presentadas en
la página Web de nuestro Departamento.
Atentamente,
Sanjuan